パワーエレクトロニクス計測＆DAQシステム
PE-DAQ
アプリケーション
3相電力品質と高調波解析
パワーエレクトロニクス・ハードウェア・モニタリング
故障状態の動作分析
過渡応答解析
制御システムの安定性モニタリング
特徴
ガルバニック絶縁による3電圧＆3電流チャンネル
ソフトウェア・ベースのオシロスコープ、パワー・アナライザ、レコーダ
最大 ±1000V & ±100A 測定範囲
100kHz 電圧 & 200kHz 電流 アナログ帯域幅
125kspsの同時サンプリング、16ビット分解能
オシロスコープ、dSPACEおよびOpal-RTへのBNC出力
FPGAおよびDSP用に選択可能な3V/5V出力
完全なパワーエレクトロニクス測定システム
PE-DAQ はパワーエレクトロニクス測定・データ収集システムで、電圧・電流測定用の各 3 チャンネルを備えた電気的に絶縁された電圧・電流センサーモジュール（USM-3IV）と、intelliSENS アプリケーションソフトウェアを使用して PC で解析するための測定データを取得する USB DAQ（intelliSENS DAQ）から構成されています。ガルバニック絶縁、高ノイズイミュニティ、ユニバーサル接続性などの機能により、安全性、精度、柔軟性を提供します。一方、16ビットエミュレートオシロスコープ、3相電力品質解析、高調波解析、データロギング、共有などのソフトウェア対応機能により、あらゆるパワーエレクトロニクス研究室のオールインワン測定ソリューションとなります。
低コストで代替できる：
電圧・電流プローブ
PE-DAQシステムは、従来の6本の電圧・電流プローブに代わって、3本の電圧・電流チャンネルを絶縁測定し、同時に外部オシロスコープに接続することができます。
オシロスコープ
PE-DAQ intelliSENS ソフトウェアは、オシロスコープと豊富な測定機能、演算機能、FFT を備えており、オシロスコープと比較して16 ビットの分解能でより高い精度を実現します。
パワーアナライザー
パワーアナライザの機能は、単相および三相システムの力率（PF）、全高調波歪み（THD）、その他の電力測定を含むintelliSENSソフトウェアによってサポートされています。
レコーダー
レコーダー機能はintelliSENSソフトウェアを使用して実現できる。さらに、記録されたファイルは完全な解析機能を保持し、同僚や共同研究者による更なる解析を可能にする。
オシロスコープとコントローラへの同時接続
USM-3IVは複数のユニポーラおよびバイポーラ出力コネクタを装備しているため、PE-DAQシステムはオシロスコープやリアルタイムシミュレータのようなフィードバックやモニタリング用のコントローラや機器に同時に接続することができます。以下の接続オプションがあります：
同時接続オプション
| 設備 | 出力 | コネクタ |
|---|---|---|
| オシロスコープ | バイポーラ±10V | ビーエヌシー |
| リアルタイムシミュレータ（dSPACE、Typhoon HIL、Opal-RTなど） | バイポーラ±10V | ビーエヌシー |
| DSPコントローラ、FPGA、マイクロコントローラ | ユニポーラ 3V/5V | IDC（16ピン） |
| ラップトップ/PC (intelliSENS DAQ経由USB) | バイポーラ±10V | IDC（16ピン） |
オシロスコープと高速フーリエ変換（FFT）スペクトル解析
IntelliSENSは、幅広い測定を含む本格的なオシロスコープ機能を備えています。さらに、高度な数式を波形に追加することで、より多様な測定が可能になります。さらに、調整可能なトリガーと流体制御により、intelliSENSオシロスコープは従来のオシロスコープよりも使いやすくなっています。
intelliSENSソフトウェアは、ハイエンドのオシロスコープやスペクトラムアナライザでしか利用できない入力信号のFFT分析も実行できます。そのため、低予算で研究を行っている学生や研究者にも利用しやすくなっている。さらに、ダイナミック・レンジは96dBで、従来のFFT付きデジタル・ストレージ・オシロスコープ（DSO）の48dBをはるかに上回り、周波数領域におけるさまざまな高調波をロバストかつ正確に描写します。
高度な電力品質と高調波解析
パワーエレクトロニクスの設計者は、パワーエレクトロニクスコンバータやインバータを設計する際に、力率（PF）や全高調波歪み（THD）などのパラメータの規格に準拠しなければなりません。これらの測定は、非常に高価なパワーアナライザでしか実行できません。intelliSENSソフトウェアは、これらの測定をすべて実行し、パワーアナライザと同様のフォーマットで表示できるため、学生や研究者でも電力品質と高調波解析を利用できるようになります。
完全な解析機能を保持した実験データの記録
intelliSENSソフトウェアの主な利点は、実験データを記録し、そのインタラクティブな記録を遠く離れた仲間や同僚と共有できることである。その上、リアルタイムのデータを記録できる時間に制限はなく、アプリケーション・ソフトウェアは完全に無料である。その結果、パワーエレクトロニクス分野の学生や研究者間でデータを測定・共有するための新しい方法を導入することができる。
記録されたデータファイルは、完全な分析機能を保持している。言い換えれば、保存されたファイルを見ると、リアルタイムの分析からあらゆる情報を再度抽出することができ、以前は実行されなかったかもしれない、まったく同じデータに対してさらなる分析を行うことができる。したがって、国や機関を超えたチーム・メンバー間の共同作業が可能になる。
比較
* 注1：横河スコープコーダーDL850Eを想定しています。チャンネル数は電圧測定と電流測定で均等割り付け。
** 注2：比較のレコーダは100kspsで16ch、200kspsで8chの同時記録が可能。
*** 注3：オシロスコープの分解能は、オシロスコープのモデルや性能によって異なります。
応用と限界
PE-DAQシステムのスペックは、比較表にあるいくつかの機器に比べると説得力に欠けるが、価格差のおかげで、アプリケーション表にあるように、ほとんどの実験をパワーエレクトロニクス研究室で行うことができるため、驚くほどコスト効率が良く、利用しやすい。しかし、周波数帯域幅が比較的低いため、インバーターからのPWM出力のチェックや半導体スイッチの立ち上がり・立ち下がり時間の検証など、特定のアプリケーションは不可能である。これらの測定には、高帯域プローブと高帯域オシロスコープが必要です。
| 申し込み | PE-DAQ | 標準装備 |
|---|---|---|
| 3相モーター電流監視 | ✔ | ✔ |
| 変換効率の測定 | ✔ | ✔ |
| 電力品質と高調波解析 | ✔ | ✔ |
| 電源の立ち上がり/立ち下がり時間のチェック | ✔ | ✔ |
| 出力過渡応答 | ✔ | ✔ |
| インバータからの出力PWMのチェック | ✘ | ✔ |
| IGBT/SiCスイッチの立ち上がり/立ち下がり時間 | ✘ | ✔ |
応用例
故障状態の挙動、負荷過渡応答、制御システムの安定性を解析する
パワーエレクトロニクスの研究者は、故障状態の挙動、負荷過渡応答、制御システムの安定性などの事象をモニターし、分析しなければならない。これらのイベントはオシロスコープでモニターするのは難しく、一方レコーダーは高価なため手が届きません。intelliSENS DAQ は、研究者や研究開発エンジニアが将来の参考のためにこれらのイベントをモニター、分析、記録するための低コストなソリューションを提供します。
intelliSENS ブリッジを介した他社製差動電圧・電流プローブとの同期
intelliSENS ブリッジはサードパーティ製の差動電圧・電流プローブを intelliSENS ソフトウェアに接続し、intelliSENS DAQ から取得した測定値と一緒に表示することができます。
仕様
| パラメータ | 電圧 | 現在 |
|---|---|---|
| チャンネル数 | 3 | 3 |
| レンジ | ±100/±1000 V | ±100 A |
| アナログ帯域幅 | DC-100 kHz | DC-200 kHz |
| アナログ精度 | 1 % | 1 % |
| アナログ・オフセット | 50 mV | 25 mV |
| アナログ立ち上がり時間 | 3.5 μs | 1.75 μs |
| サンプリング・レート | 125ksps、同時サンプリング | |
| 決議 | 16ビット | |
| コネクティビティ | USB 2.0 HS (USB 1.1互換) | |
| オペレーティングシステム | Windows 7、8、8.1、10 | |
| ソフトウェア・サポート | 無料のintelliSENSソフトウェア |
* 注1：定格はすべて、特に指定のない限り周囲温度25°Cの場合。
